Материал: Шандра О.А. Нормальна фізіологія. Вибрані лекції _ навч. посіб. _ О.А. Шандра, Н.В. Общіна _ О._ОГМУ, 2005. - 322 с
Головним показником енергетичних перетворень в організмі є основний обмін, який відбиває інтенсивність окислювальних процесів у стандартних умовах дослідження. Основний обмін протягом життя людини від народження до глибокого старіння досліджувався багатьма вітчизняними і закордонними авторами. Широкого розповсюдження набували розрахунки енергії на одиницю поверхні тіла (1 м2). Незважаючи на те, що дані, отримані різними дослідниками, не зовсім збігаються між собою і мають різні показники, вікові стандарти, які були отримані методами прямої калориметрії та обчислені за результатами газообмінних дослідів, дають можливість показати загальну картину вікової динаміки основного обміну в людини.
Енергія в організмі дитини витрачається по-іншому, ніж в організмі дорослої людини. Близько 15 % загальної витрати енергії йде на ріст і відкладання речовин. У дитини менше, ніж у дорослого, витрачається енергії на м’язову роботу — 15 % (у дорослого — 25 %) і дещо більше енергії дитина витрачає з екскрементами. Загальні витрати енергії у дитини подано в табл. 46.
Більші показники основного обміну в дитини, ніж у дорослого зумовлені:
1)інтенсивністю росту, напруженням процесів синтезу;
2)властивостями молодих тканин, які мають більш інтенсивний метаболізм порівняно з тканинами дорослого;
3)відносно великою поверхнею тіла у дітей.
Особливою властивістю періоду новонародженості є більш низький обмін. Це пов’язано з недостатністю функції щитоподібної залози у цей період. Проте вже з другої половини першого дня життя основний обмін поступово зростає.
Закономірності вікових коливань основного обміну виявляються чіткіше при розрахунках на одиницю поверхні тіла. Після народження основний обмін підвищується, і при досягненні 2–4 років він досягає максимуму, у подальшому поступово знижується до періоду статевого дозрівання. У 12 років він знову незначно підвищується, а потім змен-
Таблиця 46
Розподіл добової витрати енергії у дітей на 1 кг маси тіла, %
Вік, міс |
Основний обмін |
На ріст |
На підтримку |
|
температури тіла |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
До 3 міс |
96 |
46 |
18 |
|
4–6 міс |
44 |
28 |
28 |
|
7–9 міс |
52 |
13 |
35 |
|
10–12 міс |
50 |
6 |
44 |
|
|
|
|
|
289
Таблиця 47
Споживання кисню на 1 кг маси тіла
в умовах основного обміну, мл
Вік, роки |
Об’єм О2 |
|||
5–6 років |
|
6,1 |
||
14–15 років |
|
4,5 |
||
Дорослі |
|
3,7 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 48 |
|
Добове витрачання енергії |
||||
у дітей першого року життя |
||||
|
|
|
|
|
Вік, міс |
|
На 1 кг |
|
Енергія, |
маси, ккал |
|
кДж |
||
|
|
|
|
|
До 3 міс |
|
120 |
|
502,1 |
4–6 |
|
108 |
|
451,9 |
7–9 |
|
105 |
|
439,3 |
10–12 міс |
|
100 |
|
460,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 49 |
|
Основний обмін в ккал(кДж) |
||||
на кг маси тіла за добу |
||||
|
|
|
|
|
Вік |
ккал |
|
кДж |
|
|
|
|
|
|
У новона- |
38–42 |
|
210 |
|
роджених |
|
|
|
|
1,5 року |
56–60 |
|
215 |
|
7 років |
44 |
|
176 |
|
12 років |
32 |
|
128 |
|
У дорослого |
24 |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
шується до 15–16 років, і особливо різко з 20 років. Відповідно до віку зменшується відносне споживання кисню (табл. 47).
Добова витрата енергії в кожній віковій групі характеризується великим індивідуальним коливанням як у спокої, так і за різних видів діяльності. Це пов’язано з відмінностями фізичного розвитку дітей, станом їх ендокринної та нервової систем, інтенсивністю рухів, практикою тощо. Добова витрата енергії однієї і тієї ж дитини в окремі дні неоднакова і залежить від стану дитини та від часу, який вона витрачає на м’язову діяльність.
Інтенсивність основного обміну (енерговитрати в стандартних умовах) залежить від віку, статі, маси тіла, росту, роботи залоз внутрішньої секреції, конституції, умов життя та ін. Протягом першого півріччя добовий основний обмін у дівчаток та хлопчиків майже однаковий, але вже з другого півріччя життя у хлопчиків він дещо вищий, ніж у дівчаток. У віці 12–13 років основний обмін у дівчаток вищий, ніж у хлопчиків. Коли хлопчики досягають статевого дозрівання, вони знову за енерговитрачанням випереджають дівчаток. У зрілому віці основний обмін у чоловіків вищий, ніж у жінок. Дуже суттєвим фактором у балансі енергії є втрати на м’язову роботу, тому у дітей раннього віку ці вит-
рати енергії значно менші. У цей період життя особливо великі витрати енергії припадають на галас і плач (енерговитрата при них підвищується на 100 і майже 200 %).
Вікові коливання величин основного обміну подано в табл. 48, 49.
290
Найбільш значущі зміни відбуваються протягом першого року життя у немовлят (табл. 50). Вони пов’язані з переходом новонароджених зі стану теплової рівноваги в умовах організму матері до середовища зі зниженою температурою, а також з перебудовою фізіологічних потреб організму. Ця перебудова полягає у функціональному дозріванні механізмів терморегуляції, в яких значна роль належить на цьому етапі скелетним м’язам, а також у виникненні та закріпленні антигравітаційних реакцій утримання голови у вертикальному положенні, сидячого і стоячого положень. Вже протягом першої години після народження завершується дихальна адаптація новонародженого. Енергетичні потреби новонародженого в перші хвилини забезпечуються гліколізом.
Дослідження енерговитрат у немовлят здійснювалися натщесерце, тому енерговитрати перевищують дійсні величини основного обміну на 10–12 %. При систематичних дослідженнях енерговитрат в одних і тих самих дітей визначено поступове підвищення витрат, і в 6 міс вони досягають інтенсивності, близької до такої у дорослих, а на кінець першого року пе-
ревищують енерговитрати дорос-
лих (табл. 51, 52, 53).
Максимум енерговитрат з кінця 1-го року до 2–3 років.
Період фізіологічної зрілості поряд з відомою постійністю тіла характеризується також постійніс-
Таблиця 50
Енерговитрати у немовлят на площу поверхні та маси тіла за годину
|
|
|
Поверхня |
|
Маса |
|
Вік |
|
тіла, |
|
тіла, |
||
|
|
|
ккал/м2 |
|
ккал/кг |
|
До 2 діб |
25,5 |
|
|
1,66 |
||
У 2–8 діб |
28,1 |
|
|
|
||
У 15 діб |
|
27,1 |
|
|
1,98 |
|
1,5–2,5 міс |
34,7 |
|
|
2,18 |
||
2,5–3,5 міс |
40,1 |
|
|
2,24 |
||
6 міс |
|
40,2 |
|
|
2,50 |
|
7–9 міс |
|
41,7 |
|
|
2,46 |
|
10–11 міс |
41,8 |
|
|
2,47 |
||
11–12 міс |
58,9 |
|
|
2,87 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 51 |
|
Основний обмін за годину |
||||||
у дитячому віці у хлопчиків |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Вік, |
|
Поверхня |
|
Маса тіла, |
||
роки |
|
тіла, ккал/м2 |
|
|
ккал/кг |
|
1 |
|
|
58,9 |
|
2,87 |
|
3 |
|
|
60,1 |
|
2,5 |
|
5–8 |
|
|
51,3 |
|
1,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 52
Основний обмін у дітей періоду другого дитинства, у підлітків, у юнаків
за годину, кКал/м2
Вік, роки |
Хлопчики |
Дівчатка |
|
|
|
9–12 |
54,2 |
49,2 |
12–14 |
50,0 |
46,5 |
14–16 |
46,0 |
43,0 |
16–18 |
43,0–49,0 |
36,8–40,0 |
19 |
41,3 |
36,7 |
|
|
|
291
Таблиця 53
Основний обмін за годину у дорослих різного віку, ккал/м2 за годину
|
Вік, роки |
|
|
Чоловіки |
|
|
|
|
|
Жінки |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20–30 |
39,5 |
|
|
|
37,0 |
|
|
|
||||||||||
30–40 |
39,5 |
|
|
|
36,5 |
|
|
|
||||||||||
40–50 |
38,5 |
|
|
|
36,0 |
|
|
|
||||||||||
60–70 |
|
|
|
|
|
28,8 (24,5–34,8) |
||||||||||||
70–80 |
|
|
|
|
|
30,5 (20,0–37,6) |
||||||||||||
80–90 |
|
|
|
|
|
29,5 (27,2–31,8) |
||||||||||||
90–100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ккал |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 20 30 40 50 60 Роки
Рис. 35. Вікові зміни основного обміну за годину на 1 м2 поверхні тіла
тю основного обміну. Залежність величини основного обміну від віку подано у вигляді кривої на рис. 35. На рисунку видно, що пропорційності у цієї залежності немає.
292
Лекція 6
ЗМІНИ ВОДНО-СОЛЬОВОГО ОБМІНУ В ОНТОГЕНЕЗІ ТА РОЗВИТОК СИСТЕМИ ВИДІЛЕННЯ
Вода й електроліти відіграють найважливішу роль в обміні речовин. У кількісному відношенні вода є найзначнішою складовою частиною організму людини і тварин. Позбавлення організму води і мінеральних солей спричинює тяжкі порушення, а інколи і смерть. Водне голодування значно швидше призводить до загибелі, ніж повна відсутність їжі, що супроводжується достатнім надходженням води в організм.
Обмін води
Функції води в організмі:
1.Гідратація різних речовин. Молекула води поляризована, полярність її лежить в основі її обмінних зв’язків з іншими полярними чи зарядженими частинами: молекули води обволікають ці частини у вигляді водної оболонки (процес гідратації).
2.Розчинення речовин, що утворюються в процесі метаболізму в організмі. Ступінь розчинності електролітів і неелектролітів залежить від співвідношення полярних (гідрофільних) і неполярних (гідрофобних) груп у молекулі речовини. Електроліти більш розчинні порівняно з неелектролітами.
3.Вода є основою внутрішньоклітинного обміну речовин.
4.Вода є основою внутрішнього середовища організму (крові, лімфи, тканинної рідини).
5.Здійснює гуморальний зв’язок між клітинами і частинами організму.
6.Є гарним теплоізолятором, тому що має високу теплоємність: при невеликій зміні температури в навколишньому середовищі може або приймати, або віддавати велику кількість тепла.
7.Бере участь у тепловіддачі шляхом випаровування з поверхні шкіри. При випарюванні 1 мл води витрачається 0,58 ккал. (1 літр —
580 ккал).
8.Забезпечує вирівнювання температури тіла, незважаючи на неоднакову теплопродукцію в різних ділянках організму, тому що вода має велику теплопровідність.
9.Бере участь в обміні електролітів.
293